&iQEӝKѭӟQJGүQNKRDKӑF 3*676 Lê Thanh Long
&iQEӝFKҩPQKұQ[pW 3*676 /r7KӇ7UX\ӅQ
&iQEӝFKҩPQKұQxét 2 : TS +ӗ7ULӃW+ѭQJ
/XұQYăQWKҥFVƭÿѭӧFEҧRYӋWҥL7UѭӡQJĈҥLKӑF%iFK.KRDĈHQG Tp +&0QJj\WKiQJQăP WUӵFWX\ӃQ
7KjQKSKҫQ+ӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗP 1 PGS TS /ѭX7KDQK7nJ««« - Chӫ tӏch 763KҥPQuang Trung -7KѭNt 3*676/r7KӇ7UX\ӅQ - Phҧn biӋn 1 76+ӗ7ULӃW+ѭQJ - Phҧn biӋn 2 5 TS Lê Thanh Danh - Ӫy viên
;iFQKұQFӫD&KӫWӏFK+ӝLÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7UѭӣQJ.KRDTXҧQOêFKX\rQQJjQKVDXNKLOXұQYăn ÿã ÿѭӧFVӱDFKӳD QӃXFy
PGS TS /ѭX7KDQK7QJ
Trang 31+,ӊ09Ө/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
+ӑWrQKӑFYLrQ 1JX\ӉQ+ӳX.KѭѫQJ06+9 1Jj\WKiQJQăPVLQK 1ѫLVLQK ĈӗQJ1DL &KX\rQQJjQK .ӻWKXұW&ѫ.Kt0mVӕ : 8520103
&KѭѫQJ TәQJTXDQYӅÿӅWjL &KѭѫQJ &ѫVӣOêWKX\ӃW
&KѭѫQJ 0{KuQKKyDYjÿLӅXNLӋQELrQ &KѭѫQJ .ӃWTXҧP{SKӓQJ
&KѭѫQJ .ӃWOXұQYjKѭӟQJSKiWWULӇQÿӅWjL
III 1*¬<*,$21+,ӊ09Ө : 06/09/2021
IV 1*¬<+2¬17+¬1+1+,ӊ09Ө : 19/01/2022 V &È1%Ӝ+ѬӞ1*'Ү1 : PGS.TS Lê Thanh Long
7S+&0QJj\ WKiQJQăP22
&È1%Ӝ+ѬӞ1*'Ү1 &+Ӫ1+,ӊ0%Ӝ0Ð1Ĉ¬27Ҥ2
PGS TS Lê Thanh Long
75ѬӢ1*.+2$&Ѫ.+Ë
Trang 4LӠI CҦ0Ѫ1
Ĉѭӧc hӑc tұp và nghiên cӭXGѭӟLPiLWUѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRD73+&0OjÿLӅu tuyӋt vӡi nhҩt trong quãng thӡi gian tuәi trҿ cӫa em Em xin chân thành gӱi lӡi cҧPѫQVkXsҳFÿӃn Quý thҫ\F{JLiRWURQJWUѭӡQJÿһc biӋt là Quý thҫy cô ӣ NKRD&ѫ.KtÿmWұn tình dҥy bҧo, truyӅQÿҥt cho em nӅn tҧng kiӃn thӭc vӳng chҳc trong chuyên ngành và cҧ nhӳng kinh nghiӋm quý báu trong cuӝc sӕng
Con xin cҧPѫQEDPҽ, nhӳQJQJѭӡLÿmFyF{QJVLQKWKjQKGѭӥng dөc và luôn tҥo ÿLӅu kiӋn tӕt nhҩt vӅ vұt chҩt lүn tinh thҫQÿӇ con có thӇ tiӃp tөFWUrQFRQÿXӡng hӑc tұSÿӃn ngày hôm nay và sau này, ba mҽ luôn là nguӗQÿӝng lӵFÿӇ con cӕ gҳng, phҩQÿҩu
Vӟi lòng biӃWѫQVkXVҳc nhҩt, em xin cҧPѫQWKҫ\/r7KDQK/RQJÿmWұQWuQKKѭӟng
dүn em hӑc tұp và nghiên cӭXÿӇ KRjQWKjQKĈӅ FѭѫQg luұQYăQÿӅ WjL³Nghiên cӭu mô
phӓng chuyӇQÿӝng thuұn và nghӏch cӫDOѭXFKҩt trong vi kênh do ҧQKKѭӣng cӫa nguӗn laser´1KӳQJÿӏQKKѭӟQJKѭӟng dүn cӫa thҫy rҩt quan trӑng vӟi em, nhӳQJÿLӅu
ÿyNK{QJFKӍ giúp em hoàn thành luұQYăQQj\PjFzQJL~SHPcó thêm nhӳng kiӃn thӭc, kӻ QăQJWURQJFRQÿѭӡng nghiên cӭu sau này
Em xin chân thành cҧPѫQPhòng Thí NghiӋm (PTN) TrӑQJÿLӇm Quӕc gia vӅ Ĉ.6Yj.7+7 '&6(/$% ÿmWҥRÿLӅu kiӋQÿӇ W{Lÿѭӧc thӵc hiӋn luұQYăQQj\371NK{QJnhӳng tҥRÿLӅu kiӋn vӅ không gian nghiên cӭXPjFzQOjFѫVӣ vұt chҩWFNJQJQKѭPi\PyFcҫn thiӃWÿӇ tôi có thӇ thuұn lӧLKѫQWURQJTXiWUuQKWKӵc hiӋn nghiên cӭu này
73+&0QJj\WKiQJQăP
Sinh viên thӵc hiӋn
NguyӉn HӳX.KѭѫQJ
Trang 5Trong nghiên cӭu này, mô hình thiӃt lұp mӝt giӑt chҩt lӓQJÿһt trong kênh dүn YLOѭXELrQGѭӟi và biên trên cӫDNrQKOjÿҷng nhiӋt và bҵng vӟi nhiӋWÿӝ P{LWUѭӡng Hai nguӗn laser có công suҩW[iFÿӏQKWiFÿӝng vào giӑt chҩt lӓng ӣ mӝt khoҧQJFiFK[iFÿӏnh Các xoáy mao dүn nhiӋt sinh ra bӣi sӵ chênh lӋch áp suҩt làm giӑt chҩt lӓng di chuyӇn tӯ QѫLcó biӃn thiên nhiӋWÿӝ FDRKѫQVDQJQѫLFyELӃn thiên nhiӋWÿӝ thҩSKѫQ*Lӑt chҩt lӓQJWăQJtӕc nhanh ӣ thӡLJLDQÿҫXVDXNKLÿҥWÿӃn giá trӏ cӵFÿҥi thì sӁ giҧm dҫn theo thӡi gian Sӵ chuyӇQÿӝng thuұn nghӏch cӫa chҩt lӓng, giӑt chҩt lӓng bҳWÿҫu chuyӇQÿӝng khi kích hoҥt nguӗQODVHUErQWUiL QJѭQJNtFKKRҥt laser bên phҧL YjVDXÿyVӁ chuyӇQÿӝQJQJѭӧc lҥi khi kích hoҥt nguӗn laser bên phҧi (ngӯng kích hoҥWODVHUErQWUiL ÿѭӧc nghiên cӭu và giҧLWKtFKU}KѫQӣ nghiên cӭu này Ngoài ra sӵ ҧQKKѭӣng cӫa công suҩt nguӗQODVHUFNJQJQKѭFKLӅu cao kênh dүQFNJQJÿѭӧc xem xét
Trang 6In this study, the model establishes a liquid drop placed in a microfluidic channel, the lower and upper boundaries of the channel are isothermal and equal to the ambient temperature Two laser sources of definite power are applied to the liquid at a specified distance The thermal capillary vortices generated by the pressure difference cause the droplet to move from an area of higher temperature variation to an area of lower temperature variation The drop of liquid accelerates rapidly at first, after reaching its maximum value, it will gradually decrease with time
In the reciprocal motion of the liquid, the droplet starts moving when the left laser source is activated (right laser source is deactivated) and then will move in reverse when the right laser source is activated (deactivated) laser on the left) is further studied and explained in this study In addition, the influence of laser source power, as well as channel height, is also considered
Trang 7LӠ,&$0Ĉ2$1
7{L[LQFDPÿRiQWҩt cҧ các sӕ liӋu và kӃt quҧ mô phӓng trong nghiên cӭXÿѭӧc trình bày trong luұQYăQOjWUXQJWKӵFFKѭDWӯQJÿѭӧc ai công bӕ trong bҩt kǤ công trình nghiên cӭu nào khác Tài liӋu tham khҧo trong luұQYăQÿѭӧc trích dүQÿҫ\ÿӫ
Hӑc viên
NguyӉn HӳX.KѭѫQJ
Trang 8DANH MӨC BҦNG BIӆU xii
&+ѬѪ1*7ӘNG QUAN Vӄ Ĉӄ TÀI 1
1.1 Giӟi thiӋu vӅ sӵ chuyӇQÿӝng cӫDOѭXFKҩt trong kênh dүQYLOѭX 1
1.2 Mô phӓng trong kênh dүQYLOѭX 3
&+ѬѪ1*0Ð+Î1++Ï$9¬Ĉ,ӄU KIӊN BIÊN 25
3.1 Mô hình hóa kênh dүQYLOѭX 25
3.2 ThiӃt lұp ÿLӅu kiӋn biên 28
Trang 93.3 Tiêu chuҭQOѭӟLYjÿLӅu kiӋn hӝi tө 29
3.3.1 0{KuQKOѭӟi 29
3.3.2 ĈLӅu kiӋn hӝi tө 30
3.4 Quy trình mô phӓng 30
&+ѬѪ1*.ӂT QUҦ MÔ PHӒNG 32
4.1 Sӵ chuyӇQÿӝng thuұn nghӏch cӫDOѭXFKҩt trong vi kênh do ҧQKKѭӣng cӫa nguӗn laser 324.1.1 &ѫFKӃ chuyӇQÿӝng cӫa giӑt lѭXFKҩt 32
4.1.2 Sӵ WKD\ÿәi các yӃu tӕ vұt lý cӫa giӑt chҩt lӓng trong kênh dүn 37
4.1.3 So sánh vӟi kӃt quҧ thӵc nghiӋm 42
4.2 ҦQKKѭӣng cӫa công suҩt nguӗn nhiӋWÿӃn sӵ chuyӇQÿӝng cӫa giӑt chҩt lӓng 43
4.3 ҦQKKѭӣng cӫa chiӅu cao kênh dүQÿӃn sӵ chuyӇQÿӝng cӫa giӑWOѭXFKҩt trong kênh dүn 48&+ѬѪ1*.ӂT LUҰ19¬+ѬӞNG PHÁT TRIӆ1Ĉӄ TÀI 52
5.1 KӃt luұn 52
5.2 +ѭӟng phát triӇQÿӅ tài 52
TÀI LIӊU THAM KHҦO 55
PHӨ LӨC Phө lөF &iFK[iFÿӏnh thông sӕ cӫa giӑt chҩt lӓng 59
Phө lөc 2: Tính toán thӇ tích giӑt chҩt lӓng 61
'$1+0Ө&&È&&Ð1*75Î1+.+2$+Ӑ& 5
Trang 10Ké HIӊU TIӂNG ANH
ܤ Ĉӝ GjLWUѭӧt (Slip length)
ܿሺݔሻ +jPÿһFWUѭQJ &KDUDFWHULVWLFIXQFWLRQ ܥ NhiӋt dung riêng (Heat capacity)
݁ 9HFWRUÿѫQYӏ SKѭѫQJi (Unit vector in i-direction)
ܨௌ Lӵc FăQJEӅ mһt (Surface tension force) ܩ Gradient nhiӋWÿӝ (Temperature gradient) ݇ Ĉӝ dүn nhiӋt (Thermal conductivity)
౹ HӋ sӕ truyӅn nhiӋt (Heat transfer coefficient) ܮ ChiӅu dài giӑt chҩt lӓng (Liquid length) ܰ Sӕ bұc tӵ do (Number of degrees of freedom) ܰா Sӕ Oѭӧng phҫn tӱ (Number of the elements) ܲ Áp suҩt (Pressure)
ܵሺݔሻ BӅ mһWSKkQFiFKQѭӟc/dҫu (Water/Oil interface) ܶ NhiӋWÿӝ (Temperature)
ݐ Thӡi gian (Time)
ܸ ThӇ tích giӑt chҩt lӓng (Volume of liquid)
Trang 11Ké HIӊU HY LҤP
ߙ HӋ sӕ khuӃch tán nhiӋt (Thermal diffusivity) ߜ Hàm Dirac delta (Dirac delta function) ߂ Ĉӝ chênh lӋch (Difference)
ߝ Ĉӝ dày bӅ mһt phân cách (Interface thickness parameter)
ߔ +jPÿӏnh mӭc (Level set function)
ߛ் HӋ sӕ sӭc FăQJEӅ mһt (Surface-tension temperature coefficient)
߮Ȁߠ Góc tiӃp xúc (Contact angle) ߢ Bán kính cong (Mean curvature)
ߣ Thông sӕ tái lұp bӅ mһt (Re-initialization parameter) ߤ Ĉӝ nhӟWÿӝng lӵc hӑc (Dynamic viscosity)
݈ Chҩt lӓng (Liquid)
Trang 12݃ Chҩt khí (Gas)
NHÓM KHÔNG THӬ NGUYÊN
ܥܽ Sӕ Capillary (Capillary number) ܯܽ Sӕ Marangoni (Marangoni number) ܴ݁ Sӕ Reynolds (Reynolds number) ܤ Sӕ Bond (Bond number)
Trang 13DANH MӨC HÌNH VӀ
Hình 1.1 M͡t s͙ ͱng dͭng cͯa công ngh͏ YLO˱XD7KL͇t b͓ YLO˱X E7KL͇t b͓ MEMS 2
Hình 2.1 M͡t s͙ hình ̫nh ͱng dͭng cͯa CFD a S͵ dͭQJ$QV\VIOXHQWÿ͋ mô ph͗ng mô KuQK[HÿXD E0{SK͗QJGzQJQ˱ͣc trong van b̹ng Ansys; c Mô ph͗ng lu͛ng gió qua ṱPSLQQăQJO˱ͫng m̿t trͥi b̹ng ph̯n m͉m Comsol 9
Hình 2.2 CFD trong mô ph͗ng các thi͇t b͓ YLO˱XD7KL͇t k͇ m̩FKYLO˱XYjP{KuQKComsol cho quá trình tr͡n; b Thi͇t b͓ YLO˱XWU͡n ch̭t l͗ng 11
Hình 2.3 Bi͇n thiên sͱFFăQJÿL͉u khi͋QO˱XFK̭t: (a) mao d̳n nhi͏t, (b) mao d̳QÿL͏n, (c) mao d̳n khu͇ch tán (X và Y là ch̭t hòa tan vͣi kh̫ QăQJOjP˱ͣt khác nhau), và (d) mao d̳n quang [18] 14
Hình 2.4 S chuy͋Qÿ͡ng cͯa ch̭t l͗ng vͣi bi͇n thiên nhi͏Wÿ͡ trên m̿t r̷n (a) và bên trong ͙ng mao d̳n (b) 16
Hình 2.5 Gi̫LWKtFKFKRÿ͡ GjLWU˱ͫt b (Maxwell-Navier) 20
Hình 3.1 Mô hình v̵t lý cͯa kênh d̳QYLO˱XFKͱa gi͕WQ˱ͣc 25
Hình 3.2 Bi͋Xÿ͛ hàm b̵c thang cͯa hai ngu͛n nhi͏t ͳʹ 27
+uQK/˱ͣLÿL͋n hình và mi͉n tính toán cho m͡t gi͕WQ˱ͣc trong m͡t kênh d̳QYLO˱Xvͣi Ʌ ൌ ͻͲͲ và ൌ ͲǤͷͷ vͣi ൌ ͳͲ, ൌ ͳ, ൌ ʹͲͶ͵ʹ và ൌ ͵ͲͺͷͶ 29
Hình 4.6 V͓ trí cͯa gi͕WO˱XFK̭t trong mô hình thc nghi͏m [27] 42
+uQKĈ͡ bi͇n thiên nhi͏Wÿ͡ lͣn nh̭t t̩i b͉ m̿t phân cách giͷa gi͕t ch̭t l͗ng và d̯u trong kênh d̳QÿmWKL͇t l̵p vͣi Q=30,40,53 mW 43
Hình 4.8 (a) V͓ trí và (b) v̵n t͙c cͯa gi͕t ch̭t l͗ng theo thͥi gian trong kênh d̳QÿmWKL͇t l̵p vͣi Q=30,40,53 mW 45
Trang 14+uQK D Ĉ͡ chênh l͏ch áp sṷt bên trái và bên ph̫i gi͕t ch̭t l͗ng và (b) góc ti͇p xúc ÿ͡ng cͯa gi͕t ch̭t l͗ng theo thͥi gian gian trong kênh d̳QÿmWKL͇t l̵p vͣi Q=30,40,53 mW 47+uQKĈ͡ bi͇n thiên nhi͏Wÿ͡ lͣn nh̭t t̩i b͉ m̿t phân cách giͷa gi͕t ch̭t l͗ng và d̯u trong kênh d̳Qÿmthi͇t l̵p vͣi Q=40mW cho chi͉u cao kênh d̳n H=0.8,1 và 1.2mm 48Hình 4.11 (a) V͓ trí và (b) v̵n t͙c cͯa gi͕t ch̭t l͗ng theo thͥi gian trong kênh d̳Qÿmthi͇t l̵p vͣi Q=40mW cho chi͉u cao kênh d̳n H=0.8,1 và 1.2mm 49+uQK D Ĉ͡ chênh l͏ch áp sṷt bên trái và bên ph̫i gi͕t ch̭t l͗ng và (b) góc ti͇p [~Fÿ͡ng cͯa gi͕t ch̭t l͗ng theo thͥi gian gian trong kênh d̳QÿmWKL͇t l̵p vͣi Q=40mW cho chi͉u cao kênh d̳n H=0.8,1 và 1.2mm 50
Trang 15DANH MӨC BҦNG BIӆU
B̫ng 2.1 LFWiFÿ͡QJÿ˱ͫc s͵ dͭQJÿ͋ ÿL͉u khi͋n chuy͋Qÿ͡ng cͯDO˱XFK̭t [18] 12B̫ng 3.1 Tính ch̭t v̵t lý cͯDQ˱ͣc và dung môi Hexadecane (d̯u) t̩i nhi͏Wÿ͡ 298K [10]
Trang 16&+ѬѪ1* TӘNG QUAN Vӄ Ĉӄ TÀI
1.1 Giӟi thiӋu vӅ sӵ chuyӇQÿӝng cӫDOѭXFKҩt trong kênh dүQYLOѭX
NhӳQJQăPJҫQÿk\F{QJQJKӋ YLOѭXQJj\FjQJSKiWWULӇn mҥnh cho phép phân tích, kiӇm soát trên quy mô thiӃt bӏ nhӓ gӑn và chi phí thҩp Vӟi các ӭng dөng mҥnh mӁ WURQJ OƭQK YӵF VLQK KyD Yj OƭQK YӵF YL Fѫ ÿLӋn tӱ Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) [1] ViӋc xét nghiӋm sinh hóa, tәng hӧp protein, xét nghiӋPQKDQKWăQJWӕc phҧn ӭQJ«Eҵng công nghӋ YLOѭXPDQJWLӅPQăQJUҩt lӟn [2] Phòng thí nghiӋm trên chip Lab-on-a-chip (LOC) là thiӃt bӏ tích hӧp mӝt sӕ chӭFQăQJFҫn thiӃt cӫa mӝt phòng thí nghiӋm kӃt hӧp vӟi công nghӋ YLOѭXWUrQPӝt mҥch tích hӧp duy nhҩt, vӟLNtFKWKѭӟc chӍ tӯ PLOLPHWÿӃn vài centimet vuông là có thӇ có nhӳQJWtQKQăQJQKѭPRQJPXӕn [2-3]
Thӵc tӃ, các thiӃt bӏ YLOѭXFyWKӇ cung cҩSFiFWtQKQăQJPӟi tuyӋt vӡi, nӃu không muӕn nói là mang tính cách mҥQJFKRWѭѫQJODL0һc dù nhiӅu ӭng dөng và thiӃt bӏ dӵa trên thiӃt bӏ YLOѭXÿmFyWKӇ ÿѭӧc tìm thҩy trong nhiӅXOƭQKYӵc, trҧi dài tӯ nghiên cӭu ÿӃn công nghiӋSOƭQKYӵc này vүQFzQVѫNKDLYjFҫn phҧi nӛ lӵc rҩt nhiӅXÿӇ phә biӃn nhiӅu ӭng dөng microfluidics ra ngoài thӃ giӟi hӑc thuұt
Mӝt trong nhӳng ӭng dөng chính cӫa hӋ thӕQJYLOѭXOjOұp và nghiên cӭu sinh hóa cӫa các tӃ bào Các hӋ thӕQJYLOѭXOjQӅn tҧQJOêWѭӣng cho các nghiên cӭu sinh hӑc do FiFѭXÿLӇm QKѭ\rXFҫu mүu thҩp, diӋn tích bӅ mһWFDRYjNtFKWKѭӟc hӋ thӕng nhӓ Trên thӵc tӃ, các nghiên cӭX ÿm EiR FiR YLӋF ÿR Oѭӡng thành công biӇu hiӋn ߚ galactosidase trong các tӃ YjR(FROLÿѫQOҿ bҵng hӋ thӕQJYLOѭX>@
Nghiên cӭu tӃ bào gӕFFNJQJFyQKӳng kӃt quҧ to lӟn, quá trình thu nhӓ hӋ thӕQJÿmcho phép phân tích tӃ bào gӕFVkXKѫQVRYӟLFiFSKѭѫQJSKiSWUX\Ӆn thӕng ViӋc tích hӧp công nghӋ này vӟi kính hiӇn vi quang cung cҩp mӝt cách nghiên cӭ tӃ bào gӕc có hӋ thӕQJKѫQYjFNJQJFKRWKҩy các ӭng dөng y tӃ ÿҫy hӭa hҽn
Trang 17Mӝt sӕ ӭng dөng thӵc tӃ cӫa các thiӃt bӏ YLOѭXÿѭӧc thӇ hiӋn ӣ +uQKErQGѭӟi:
Hình 1.1 M͡t s͙ ͱng dͭng cͯa công ngh͏ YLO˱XD7KL͇t b͓ YLO˱X E7KL͇t b͓ MEMS
'RÿyYLӋc nghiên cӭu sӵ dӏch chuyӇn mao dүn nhiӋt cӫDOѭXFKҩt trong các thiӃt bӏ sӱ dөng kênh dүQYLOѭXUҩt quan trӑQJĈmFyQKLӅu nghiên cӭu vӅ sӵ dӏch chuyӇn cӫa mao dүn nhiӋt, các nghiên cӭu này nghiên cӭu vӅ sӵ dӏch chuyӇn cӫa giӑt chҩt lӓng hay sӵ biӃn dҥng cӫa giӑt chҩt lӓQJGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa tác nhân nhiӋt
HiӋu ӭng mao dүn nhiӋt cӫa chҩt lӓng trong ӕQJQDQRGѭӟi tác dөng cӫa sӵ biӃn thiên nhiӋWÿӝ ÿmÿѭӧc Nguyen nghiên cӭX>@)RUGYj1DGLP>@ÿmVӱ dөng lý thuyӃt vӅ ÿLӅu kiӋQWUѭӧWÿӇ nghiên cӭu vұn tӕc chuyӇQÿӝng cӫa giӑt chҩt lӓng trên bӅ mһt rҳn, hay sӵ ҧQKKѭӣng cӫa góc tiӃp xúc cӫa giӑt chҩt lӓQJFNJQJÿѭӧc nghiên cӭu bӣi Brochard [7] Le cùng nhóm nghiên cӭX>@ÿmGQJP{SKӓng sӕ ÿӇ nghiên cӭu ҧQKKѭӣng cӫa biӃn thiên nhiӋWÿӝ và áp suҩt trong kênh dүQYLOѭXÿӃn giӑt chҩt lӓng làm nó di chuyӇn Ӣ ViӋt Nam, sӵ chuyӇQÿӝng trong kênh dүQYLOѭXFNJQJÿѭӧc nghiên cӭu mҥnh mӁ Trung tâm Công nghӋ sinh hӑFÿmWә chӭc buәLEiRFiRFKX\rQÿӅ´3KzQJWKtQJKLӋm
Trang 18xét nghiӋm tҥi chӛ ӣ ViӋt Nam vào ngày 20-12-2018 cӫa tiӃQVƭ+XǤnh Chҩn Khôn [10] Ths NguyӉn Hoàng Tuҩn ± 7UѭӡQJÿҥi hӑc Quӕc TӃ - Ĉ+4*73+&0ÿmQJKLrQFӭu WKjQKF{QJEѭӟFÿҫu bӝ kit chҭQÿRiQEӋnh nhanh vӟi giá thành thҩp thӵc hiӋn phҧn ӭng Lamp khuӃFKÿҥi AND tҥi chӛ
ViӋn Hàn lâm KHCNVN do PGS.TS TrҫQĈҥL/kPOjPWUѭӣQJQKyPÿmÿăQJNêthӵc hiӋQÿӅ tài VAST 03.01/15- ³1JKLrQFӭu chӃ tҥo hӋ YLOѭXWtFKKӧSÿLӋn hóa ӭng dөng trong tәng hӧp vұt liӋu cҩXWU~FQDQRYjSKkQWtFK\VLQK´ĈӅ tài thuӝFKѭӟng Khoa hӑc vұt liӋu, mӝt trong bҧ\KѭӟQJ.+&1ѭXWLrQFҩp ViӋn Hàn lâm KHCNVN
1.2 Mô phӓng trong kênh dүQYLOѭX
Trên các thiӃt bӏ /2&QJRjLÿLӅu khiӇn giӑt, dòng chҩt lӓng bҵQJEѫPYDQYLOѭXthì nguӗQODVHUFNJQJÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿLӅu khiӇn chҩt lӓng Trong thí nghiên cӭu cӫa mình Nguyen thiӃt lұp mô hình chҩt lӓQJÿѭӧc chӭa trong ӕng thӫy tinh, trong ӕng có chӭa dҫXÿӇ tránh sӵ ED\KѫLFӫa chҩt lӓQJNKLWiFÿӝng nhiӋt [12,14] Sӵ chuyӇQÿӝng cӫa chҩt lӓng trong ӕng thӫy tinh dӵa trên nguyên lý mao dүn nhiӋt cӫa chҩt lӓng do sӵ kích hoҥt cӫa nguӗn laser mӝWSKtD9LQFHQW>@ÿmQJKLrQFӭu thӵc nghiӋm mao dүn nhiӋt trên bӅ mһt chҩt lӓng, mô hình thiӃt lұp trong kênh dүn chӳ Y chӭDQѭӟc và dҫu, viӋFÿLӅu khiӇQÿӏQKKѭӟng giӑt chҩt lӓQJÿѭӧc sӱ dөng bҵng nguӗn laser KӃt quҧ là giӑt chҩt lӓng trong kênh dүQWKD\ÿәi theo sӵ WiFÿӝng cӫa laser làm cho các giӑt này chuyӇQKѭӟng và phân loҥi rõ ràng
'RÿyYLӋc sӱ dөQJODVHUÿӇ ÿLӅu khiӇQGzQJYLOѭXOjPӝWSKѭѫQJSKiSNKҧ thi Ngoài ra, viӋc ӭng dөQJSKѭѫQJSKiSVӕ ÿӇ nghiên cӭu, mô phӓng sӵ dӏch chuyӇn mao dүn nhiӋt hai chiӅu cӫDOѭXFKҩt trong kênh dүQYLOѭXÿӃn nay rҩWtWÿѭӧc nghiên cӭu cө thӇ BҵQJ SKѭѫQJ SKiS Vӱ dөng phҫn tӱ hӳu hҥn vӟi kӻ thuұt Lagrangia ± Eulerian $/( ÿӇ [iFÿӏnh vӏ trí, tӕFÿӝ
Trang 19Le cùng nhóm nghiên cӭu [7- @ÿmGQJP{SKӓng sӕ ÿӇ nghiên cӭu ҧQKKѭӣng cӫa biӃn thiên nhiӋWÿӝ và áp suҩt trong kênh dүQYLOѭXÿӃn giӑt chҩt lӓng làm nó di chuyӇn
Thӵc tӃ, có nhiӅu vҩQ ÿӅ trӣ ngҥi khi sӱ dөQJ SKѭѫQJ SKiS Vӕ ÿӇ nghiên cӭu SKѭѫQJWKӭc dӏch chuyӇn mao dүn nhiӋt cӫa chҩt lӓng trong kênh dүn:
- Sӵ kӃt hӧp giӳDEDSKѭѫQJSKiSWtQKWRiQVӕ hӑc bao gӗm tính toán Lagrangian Eulerian (ALE), bҧRWRjQÿӏnh mӭc (CLS) và lӵFFăQJEӅ mһt liên tөc (CSF) - Nhӳng hiӋQWѭӧng phӭc tҥp cӫa góc tiӃS[~Fÿӝng lӵc hӑc trong suӕt quá trình
chuyӇQÿӝng cӫa chҩt lӓng
- Các hàm sӕ vұt lý cӫa các thông sӕ chҩt lӓng là phi tuyӃn và dӵa trên nhiӅu nhân tӕ QKѭQKLӋWÿӝ, thӡi gian, giá trӏ ÿӏnh mӭc và các yӃu tӕ khác
- HiӋQWѭӧng thҩPѭӟt cӫa bӅ mһt chҩt lӓng/rҳn - &iFÿLӅu kiӋn dӏch chuyӇn cӫa bӅ mһt chҩt lӓng/rҳn
1.3 MөFÿtFKYjêQJKƭDFӫDÿӅ tài
Trong các nghiên cӭXWUѭӟc Le và cӝng sӵ ÿmQJKLrQFӭu sӵ chuyӇQÿӝng cӫDOѭXchҩt trong kênh dүQYLOѭXGѭӟLWiFÿӝng cӫa nguӗn nhiӋt laser Trong nghiên cӭu này, nguӗn nhiӋt laser tiӃp tөFÿѭӧc sӱ dөQJ ÿӇ WiFÿӝng hai chiӅu lên giӑWOѭXFKҩt trong kênh dүQYLOѭX3KѭѫQJSKiSEҧRWRjQÿӏnh mӭc (CLS) và kӻ thuұt Lagrangia ± Eulerian (ALE) dӵa trên nӅn tҧng phҭn tӱ hӳu hҥQÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ [iFÿӏnh vӏ trí, vұn tӕc cӫa giӑt chҩt lӓng trong kênh dүQYLOѭXGѭӟi tác dөng cӫa nguӗn nhiӋt laser
ĈӇ hoàn thành nhiӋm vө này, các mөc tiêu cҫn oàn thành trong bài luұQQKѭVDX - &ѫVӣ vұt lý cӫa sӵ chuyӇQÿӝng giӑt chҩt lӓng trong kênh dүn do biӃn thiên nhiӋt
ÿӝ
- Mô tҧ vҩQÿӅ vұt lý vӟi các công thӭc lý thuyӃWYjSKѭѫQJSKiSVӕ
Trang 20- Sӵ ҧQKKѭӣng cӫa lӵc mao dүn nhiӋt trong quá trình chuyӇQÿӝng cӫa giӑt chҩt lӓng
- Sӵ ҧQKKѭӣng cӫa nguӗn công suҩt, chiӅu cao kênh dүQÿӃn dӏch chuyӇn mao dүn nhiӋt cӫa giӑt chҩt lӓng trong kênh dүn
Trang 21&+ѬѪ1* &Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT
2.1 7tQKWRiQÿӝng lӵc hӑc chҩWOѭXYjWtQKWRiQÿӝng lӵc hӑc chҩWOѭXWURQJkênh dүQYLOѭX
2.1.1 Lӏch sӱ WtQKWRiQÿӝng lӵc hӑc chҩWOѭX
Lӏch sӱ cӫDWtQKWRiQÿӝng lӵc hӑc chҩWOѭX &RPSXWDWLRQDO)OXLG'\QDPLF± CFD) bҳWÿҫu vào nhӳQJQăP 7URQJNKRҧng thӡLJLDQÿyQyÿmWUӣ thành tӯ viӃt tҳt cӫa sӵ kӃt hӧp vұt lý, toán hӑc sӕ và ӣ gyFÿӝ QjRÿyNKRDKӑFPi\WtQKÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ mô phӓng dòng chҧy chҩt lӓng Sӵ khӣLÿҫu cӫD&)'ÿѭӧc kích hoҥt bӣi sӵ phát triӇn ngày càng mҥnh mӁ cӫa công nghӋ Pi\WtQK9jRÿҫu nhӳQJQăP JLҧi pháp cӫa SKѭѫQJWUuQK(XOHUKDLFKLӅu (2 ± '